DE19619238A1 - Anti-adhesive properties of polyacrylic and polymethacrylic acids - Google Patents
Anti-adhesive properties of polyacrylic and polymethacrylic acidsInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Polyacrylsäuren und Polymethacrylsäuren verschiedener molarer Massen zur Anwendung als Arzneimittel und im besonderen zur Anwendung bei der Therapie und Prophylaxe von Erkrankungen, die mit einer übermäßigen, durch Selektinrezeptoren vermittelten Zelladhäsion in dem von der Krankheit betroffenen Gewebe einhergehen.The present invention relates to polyacrylic acids and polymethacrylic acids of different molar masses for use as medicaments and in special for use in the therapy and prophylaxis of Diseases associated with excessive, mediated by selectin receptors Cell adhesion is associated with the tissue affected by the disease.
Die Zirkulation von Blutzellen wie z. B. Leukozyten, Neutrophilen, Granulozyten und Monozyten ist auf molekularer Ebene ein vielstufiger, sehr komplexer Prozeß, der nur in Teilschritten bekannt ist (Review: T. A.Springer, Cell 76, 301-314, 1994).The circulation of blood cells such as B. leukocytes, neutrophils, granulocytes and monocytes is a multi-level, very complex at the molecular level Process that is only known in partial steps (Review: T. A. Springer, Cell 76, 301-314, 1994).
Jüngste Forschungsergebnisse zeigten, daß die in der Immunüberwachung entscheidende Rezirkulation der Lymphozyten sowie die Lokalisierung von Neutrophilen und Monozyten an Entzündungsherden sehr ähnlichen molekularen Mechanismen gehorchen. So kommt es bei akuten und chronischen Entzündungsprozessen zur Adhäsion der Leukozyten an Endothelzellen und Auswanderung in den Entzündungsherd und in die sekundären lymphatischen Organe.Recent research has shown that in immune monitoring decisive recirculation of the lymphocytes and the localization of Neutrophils and monocytes in foci of inflammation very similar molecular Mechanisms obey. So it happens with acute and chronic Inflammatory processes for the adhesion of leukocytes to endothelial cells and Emigration to the focus of inflammation and to the secondary lymphatic Organs.
An diesem Vorgang sind zahlreiche spezifische Signalmoleküle wie z. B. Interleukine, Leukotriene und Tumornekrosefaktor (TNF) deren G-Protein gekoppelte Rezeptoren und insbesondere gewebespezifische Zelladhäsionsmoleküle beteiligt, die eine genau kontrollierte Erkennung der Immun- und Endothelzellen gewährleisten. Zu den wichtigsten hierbei beteiligten Adhäsionsmolekülen, die im folgenden als Rezeptoren bezeichnet werden sollen, gehören die Selektine (E-, P- und L-Selektine), Integrine und die Mitglieder der Immunglobulin-Superfamilie.Numerous specific signaling molecules such as e.g. B. Interleukins, leukotrienes and tumor necrosis factor (TNF) their G protein coupled receptors and especially tissue-specific ones Cell adhesion molecules involved, which enable a precisely controlled detection of the Ensure immune and endothelial cells. Among the most important involved in this Adhesion molecules, which are referred to below as receptors, include the selectins (E-, P- and L-selectins), integrins and the members of the Immunoglobulin superfamily.
Die drei Selektinrezeptoren bestimmen die Anfangsphase der Leukozytenadhäsion. E-Selektin wird auf Endothelzellen einige Stunden nach der Stimulierung beispielsweise durch Interleukin-1 (IL-1β) oder Tumornekrosefaktor (TNF-a) exprimiert, während P-Selektin in Blutplättchen und Endothelzellen gespeichert wird und nach Stimulierung durch Thrombin, Peroxidradikale oder Substanz P u. a. auf den Zelloberflächen präsentiert wird. L-Selektin wird dauerhaft auf Leukozyten exprimiert, wird im Verlauf der Entzündung jedoch rasch wieder von den Leukozyten abgespalten.The three selectin receptors determine the initial phase of the Leukocyte adhesion. E-selectin is applied to endothelial cells a few hours after Stimulation, for example, by interleukin-1 (IL-1β) or tumor necrosis factor (TNF-a) expressed while P-selectin in platelets and endothelial cells is stored and after stimulation by thrombin, peroxide radicals or Substance P u. a. is presented on the cell surfaces. L-selectin will permanently expressed on leukocytes, however, becomes evident in the course of the inflammation quickly cleaved from the leukocytes.
Die in der Anfangsphase entzündlicher Prozesse durch Selektin-Rezeptoren vermittelte Adhäsion von Leukozyten an Endothelzellen ist eine natürliche und notwendige Immunantwort auf diverse Entzündungsreize und Verletzungen des vasculären Gewebes.The inflammatory processes in the early stages through selectin receptors mediated adhesion of leukocytes to endothelial cells is natural and necessary immune response to various inflammatory stimuli and injuries to the vascular tissue.
Der Verlauf einer Reihe von akuten und chronischen Erkrankungen wird jedoch durch die übermäßige Adhäsion von Leukozyten und deren Infiltration in das betroffene Gewebe sowie durch die Schädigung gesunden Gewebes im Sinne einer Autoimmunreaktion ungünstig beeinflußt. Dazu zählen beispielsweise Rheuma, Reperfusionsverletzungen wie myokardiale Ischämie/Infarkt (MI), akute Lungenentzündung nach operativem Eingriff, traumatischer Schock und Schlaganfall, Psoriasis, Dermatitis, ARDS (Atemnotsyndrom bei Erwachsenen) sowie die nach chirurgischen Eingriffen (Beispiel Angioplastie und By-Pass Operationen) auftretende Restenose.However, the course of a number of acute and chronic diseases due to the excessive adhesion of leukocytes and their infiltration into the affected tissue as well as damage to healthy tissue in the sense of an autoimmune reaction adversely affected. These include, for example Rheumatism, reperfusion injuries such as myocardial ischemia / infarction (MI), acute Pneumonia after surgery, traumatic shock and Stroke, psoriasis, dermatitis, ARDS (respiratory distress syndrome in adults) as well as those after surgical interventions (e.g. angioplasty and by-pass Operations) occurring restenosis.
Der natürliche Ligand wurde schon erfolgreich in Tierversuchen bei P-Selektin abhängigen Lungenverletzungen (M. S. Mulligan et. al., Nature 1993, 364, 149) und bei myokardialen Reperfusionsverletzungen (M. Buerke et. al., J.Clin.Invest. 1994, 93, 1140) verwendet. The natural ligand has already been successful in animal experiments with P-selectin dependent lung injuries (M. S. Mulligan et. al., Nature 1993, 364, 149) and in myocardial reperfusion injuries (M. Buerke et. al., J.Clin.Invest. 1994, 93, 1140).
Beim Screening nach biologisch aktiven, spezifischen Antagonisten wurde überraschenderweise gefunden, daß (im Handel, beispielsweise bei der Firma Fluka, erhältliche) Polyacrylsäuren und Polymethacrylsäuren in Abhängigkeit von ihrer mittleren Molmasse, die P-selektinvermittelte Zelladhäsion inhibieren.When screening for biologically active, specific antagonists surprisingly found that (commercially, for example at the company Fluka, available) polyacrylic acids and polymethacrylic acids depending their average molecular weight, which inhibit P-selectin-mediated cell adhesion.
Demgemäß betrifft die die vorliegende Erfindung ein Polymer der Acrylsäure oder der Methacrylsäure oder deren pharmakologisch verträglichen Salze zur Anwendung als Arzneimittel.Accordingly, the present invention relates to a polymer of acrylic acid or methacrylic acid or its pharmacologically acceptable salts for Use as a medicine.
Vorzugsweise ist das Polymer dadurch gekennzeichnet, daß es eine Polyacrylsäure, vorzugsweise deren Natriumsalz, ist.The polymer is preferably characterized in that it is a Polyacrylic acid, preferably its sodium salt.
Besonders geeignet zur Anwendung als Arzneimittel sind Polymere der genannten Säuren, deren Molmassen von 900 bis 63 000 g/mol betragen.Polymers of are particularly suitable for use as pharmaceuticals mentioned acids, the molar masses of 900 to 63 000 g / mol.
Die genannten Polymere sind besonders geeignet zur Herstellung eines Arzneimittels zur Therapie oder Prophylaxe einer Erkrankung, die mit einer übermäßigen, durch Selektinrezeptoren vermittelten Zelladhäsion in dem von der Krankheit betroffenen Gewebe einhergeht, vorzugsweise eine Herz-Kreislauf-Erkrankung oder eine rheumatische Erkrankung.The polymers mentioned are particularly suitable for producing a Medicinal product for the therapy or prophylaxis of a disease associated with excessive selectin-mediated cell adhesion in that of the Disease affects tissues, preferably cardiovascular disease or a rheumatic disease.
Die erfindungsgemäßen Arzneimittel werden im allgemeinen intravenös, oral oder parenteral oder als Implantate verabreicht, aber auch eine rektale Anwendung ist prinzipiell möglich. Geeignete feste oder flüssige galenische Zubereitungsformen sind beispielsweise Granulate, Pulver, Tabletten, Dragees, (Mikro-)Kapseln, Zäpfchen, Sirupe, Emulsionen, Suspensionen, Aerosole, Tropfen oder injizierbare Lösungen in Ampullenform sowie Präparate mit protrahierter Wirkstoffe-Freigabe, bei deren Herstellung üblicherweise Trägerstoffe und Zusätze und/oder Hilfsmittel wie Spreng-, Binde-, Überzugs-, Quellungs-, Gleit- oder Schmiermittel, Geschmacksstoffe, Süßungsmittel oder Lösungsvermittler Verwendung finden. Als häufig verwendete Träger- oder Hilfsstoffe seien z. B. Magnesiumcarbonat, Titandioxid, Laktose, Mannit und andere Zucker, Talkum, Milcheiweiß, Gelatine, Stärke, Vitamine, Cellulose und ihre Derivate, tierische und pflanzliche Öle, Polyethylenglykole und Lösungsmittel, wie etwa steriles Wasser, Alkohole, Glycerin und mehrwertige Alkohole genannt.The pharmaceuticals according to the invention are generally administered intravenously, orally or administered parenterally or as implants, but also rectal In principle, application is possible. Suitable solid or liquid galenic Preparation forms are, for example, granules, powders, tablets, coated tablets, (Micro) capsules, suppositories, syrups, emulsions, suspensions, aerosols, Drops or injectable solutions in ampoule form as well as preparations with protracted release of active ingredients, usually in their manufacture Carriers and additives and / or auxiliaries such as explosives, binders, coatings, Swelling, lubricating or lubricating agents, flavorings, sweeteners or Find solution brokers. As a commonly used carrier or Auxiliaries are z. As magnesium carbonate, titanium dioxide, lactose, mannitol and other sugars, talc, milk protein, gelatin, starch, vitamins, cellulose and their derivatives, animal and vegetable oils, polyethylene glycols and Solvents such as sterile water, alcohols, glycerin and polyvalent Called alcohols.
Vorzugsweise werden die pharmazeutischen Präparate in Dosierungseinheiten hergestellt und verabreicht. Feste Dosierungseinheiten sind Tabletten, Kapseln und Suppositorien.The pharmaceutical preparations are preferably in dosage units manufactured and administered. Fixed dosage units are tablets, capsules and suppositories.
Für die Behandlung eines Patienten sind je nach Wirksamkeit der Verbindung, Art der Applikation, Art und Schwere der Erkrankung, Alter und Körpergewicht des Patientin, unterschiedliche Tagesdosen notwendig. Unter Umständen können jedoch auch höhere oder niedrigere Tagesdosen angebracht sein. Die Verabreichung der Tagesdosis kann sowohl durch Einmalgabe in Form einer einzelnen Dosierungseinheit oder aber mehrerer kleiner Dosierungseinheiten als auch durch Mehrfachgabe unterteilten Dosen in bestimmten Intervallen erfolgen. Die zu verabreichende Tagesdosis kann außerdem von der Anzahl der während des Krankheitsverlaufs exprimierten Rezeptoren abhängig sein. Es ist vorstellbar, daß im Anfangsstadium der Krankheit nur wenige Rezeptoren auf der Zelloberfläche exprimiert werden und demzufolge die zu verabreichende Tagesdosis geringer ist als bei stark erkrankten Patienten.For the treatment of a patient, depending on the effectiveness of the compound, Type of application, type and severity of the disease, age and body weight of the patient, different daily doses necessary. In certain circumstances however, higher or lower daily doses may also be appropriate. The The daily dose can be administered either as a single dose single dosage unit or several small dosage units as also by multiple doses divided at certain intervals respectively. The daily dose to be administered can also depend on the number of receptors expressed during the course of the disease. It is imaginable that in the initial stages of the disease only a few receptors of the cell surface and consequently the one to be administered Daily dose is lower than in seriously ill patients.
Die erfindungsgemäßen Arzneimittel werden dadurch hergestellt, daß man die genannten Polymere mit üblichen Träger- sowie gegebenenfalls Zusatz- und/oder Hilfsmittel in die bzw. eine geeignete Darreichungsform bringt.The pharmaceuticals according to the invention are produced by the mentioned polymers with usual carrier and optionally additional and / or Bring aids in or a suitable dosage form.
Die hochmolekularen Polyacrylsäuren und Polymethacrylsäuren stellen sehr potente und spezifische P-Selektin Antagonisten dar. Dies kann anhand der nachfolgend beschriebenen Zelladhäsionsassays nachgewiesen werden. The high molecular weight polyacrylic and polymethacrylic acids are very important are potent and specific P-selectin antagonists cell adhesion assays described below can be detected.
Primärassays zur Untersuchung der Wirkung auf die Zellanhaftung an rekombinante, lösliche Selektin-Fusionsproteine.Primary assays to study the effect on cell attachment recombinant, soluble selectin fusion proteins.
Um die Wirksamkeit der Polymere auf die Interaktion zwischen den E- und P-Selektinen (alte Nomenklatur ELAM-1 bzw. GMP-140) mit ihren Liganden zu testen, wird ein Assay verwendet, der jeweils nur für eine dieser Interaktionen spezifisch ist. Die Liganden werden in ihrer natürlichen Form als Oberflächenstrukturen auf promyelozytischen HL60 Zellen angeboten. Da HL60 Zellen Liganden und Adhäsionsmoleküle unterschiedlichster Spezifität aufweisen, kann die gewünschte Spezifität des Assays nur über den Bindungspartner erbracht werden. Als Bindungspartner wurden gentechnisch hergestellte lösliche Fusionsproteine aus der jeweils extrazytoplasmatischen Domäne von E- bzw. P-Selektin und der konstanten Region eines humanen Immunglobulins der Subklasse IgG1 verwendet.To determine the effectiveness of the polymers on the interaction between the E and P-selectins (old nomenclature ELAM-1 or GMP-140) with their ligands test, an assay is used that is only for one of these interactions is specific. The ligands are in their natural form as Surface structures offered on promyelocytic HL60 cells. Since HL60 Cells ligands and adhesion molecules of different specificity can have the desired specificity of the assay only via the Attachment partners are provided. As a binding partner were genetically engineered Soluble fusion proteins produced from the respective extracytoplasmic Domain of E or P selectin and the constant region of a human Immunoglobulin subclass IgG1 used.
Zur Herstellung von löslichem L-Selektion-IgG1 Fusionsprotein wurde das von Walz et al., 1990 publizierte genetische Konstrukt "ELAM-Rg" verwendet.For the production of soluble L-selection-IgG1 fusion protein, the from Walz et al., 1990 published genetic construct "ELAM-Rg" used.
Zur Expression wurde die Plasmid DNA in COS-7 Zellen (ATCC) mittels DEAE-Dextran transfiziert (Molekularbiologische Methoden: siehe Ausubel, F. M., Brent, R., Kingston, R. E., Moore, D. D., Seidman, J. G., Struhl, K. und Smith, J. A. 1990. Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley, New York).The plasmid DNA was expressed in COS-7 cells (ATCC) for expression DEAE-dextran transfected (molecular biological methods: see Ausubel, F. M., Brent, R., Kingston, R.E., Moore, D.D., Seidman, J.G., Struhl, K. and Smith, J.A. 1990. Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley, New York).
Sieben Tage nach der Transfection wird der Kulturüberstand gewonnen, durch Zentrifugation von Zellen und Zellfragmenten befreit und auf 25 mM Hepes pH 7,0, 0,3 mM PMSF, 0,02% Natriumazid gebracht und bei +4°C aufgehoben. (Walz, G., Aruffo, A., Kolanus, W., Bevilacqua, M. und Seed, B. 1990. Recognition bei ELAM-1 of the sialyl-Lex determinant on myeloid and tumor cells. Science 250, 1132-1135.)The culture supernatant is obtained seven days after the transfection Centrifugation of cells and cell fragments freed and on 25 mM Hepes pH 7.0, 0.3 mM PMSF, 0.02% sodium azide and brought to + 4 ° C canceled. (Walz, G., Aruffo, A., Kolanus, W., Bevilacqua, M. and Seed, B. 1990. Recognition in ELAM-1 of the sialyl-Lex determinant on myeloid and tumor cells. Science 250, 1132-1135.)
Zur Herstellung des löslichen P-Selektin-IgG1 Fusionsproteins wird das von Aruffo et al., 1991 publizierte genetische Konstrukt "CD62Rg" verwendet. Die weitere Vorgehensweise entspricht der unter AI dargestellten Herstellung von L-Selektin-IgG1.To produce the soluble P-selectin-IgG1 fusion protein, this is from Aruffo et al., 1991 published genetic construct "CD62Rg" used. The further procedure corresponds to the production of AI shown under L-selectin IgG1.
Aruffo, A., Kolanus, W., Walz, G., Fredman, P. und Seed, B. 1991. CD62/-P-Selectin recognition of myeloid and tumor cell sulfatides. Cell 67, 35-44.Aruffo, A., Kolanus, W., Walz, G., Fredman, P. and Seed, B. 1991. CD62 / -P-Selectin recognition of myeloid and tumor cell sulfatides. Cell 67, 35-44.
Zur Herstellung des löslichen CD4-IgG1 Fusionsproteins wird das von Zettlemeissl et al., 1990 publizierte genetische Konstrukt "CD4:IgG1 hinge" verwendet. Die weitere Vorgehensweise entspricht der unter A1 dargestellten Herstellung von L-Selektin-IgG1. (Zettelmeissl, G., Gregersen, J.-P., Duport, J. M. Mehdi, S., Reiner, G. und Seed, B. 1990. Expression and characterization of human CD4: Immunoglobulin Fusion Proteins. DNA and Cell Biology 9, 347-353.).To produce the soluble CD4-IgG1 fusion protein, this is from Zettlemeissl et al., 1990 published genetic construct "CD4: IgG1 hinge" used. The further procedure corresponds to that shown under A1 Production of L-selectin IgG1. (Zettelmeissl, G., Gregersen, J.-P., Duport, J. M. Mehdi, S., Reiner, G. and Seed, B. 1990. Expression and characterization of human CD4: immunoglobulin fusion protein. DNA and Cell Biology 9, 347-353.).
1. 96er Mikrotitertestplatten (Nunc Maxisorb) werden mit 100 µl eines in 50 mM Tris pH 9,5 verdünnten (1+100) Ziege anit human IgG Antikörpers (Sigma) 2 Std. bei Raumtemperatur inkubiert. Nach Entfernen der Antikörperlösung wird einmal mit PBS gewaschen. 1. 96 microtiter test plates (Nunc Maxisorb) are mixed with 100 µl of one in Dilute 50 mM Tris pH 9.5 (1 + 100) goat with human IgG Antibody (Sigma) incubated for 2 hours at room temperature. After removal the antibody solution is washed once with PBS.
2. 150 µl des Blockierungspuffers werden für 1 Std. bei Raumtemperatur in den Näpfchen belassen. Die Zusammensetzung des Blockierungspuffers ist: 0,1% Gelatine, 1% BSA, 5% Kalbserum, 0,2 mM PMSF, 0,02% Natriumazid. Nach Entfernen des Blockierungspuffers wird einmal mit PBS gewaschen.2. 150 µl of the blocking buffer are in for 1 hour at room temperature leave the well. The composition of the blocking buffer is: 0.1% gelatin, 1% BSA, 5% calf serum, 0.2 mM PMSF, 0.02% Sodium azide. After removing the blocking buffer, use PBS once washed.
3. In die Näpfchen werden je 100 µl Zellkulturüberstand von entsprechend transfektierten und exprimierten COS-Zellen pipettiert. Die Inkubation erfolgt 2 Std. bei Raumtemperatur. Nach Entfernen des Zellkulturüberstandes wird einmal mit PBS gewaschen.3. 100 μl of cell culture supernatant are added to the wells accordingly pipetted transfected and expressed COS cells. The incubation takes place for 2 hours at room temperature. After removing the Cell culture supernatant is washed once with PBS.
4. In die Näpfchen werden 20 µl Bindungspuffer gegeben. Der Bindungspuffer hat die Zusammensetzung: 50 mM Hepes, pH 7,5; 100 mM NaCl; 1 mg/ml BSA; 52 mM MgCl2; TmMCaCl2, 3 mM MnCl2; 0,02% Natriumazid; 0,2 mM PMSF. Dazu werden 5 µl der Testsubstanz pipettiert, durch Schwenken der Platte vermischt und 10 Min. bei Raumtemperatur inkubiert.4. 20 µl of binding buffer are added to the wells. Of the Binding buffer has the composition: 50 mM Hepes, pH 7.5; 100 mM NaCl; 1 mg / ml BSA; 52 mM MgCl2; TmMCaCl2, 3 mM MnCl2; 0.02% sodium azide; 0.2 mM PMSF. 5 µl of the test substance are pipetted in by swirling the plate is mixed and incubated for 10 min at room temperature.
5. 50 ml einer HL60 Zellkultur mit 200.000 Zellen/ml werden 4 Min. bei 350 g zentrifugiert. Das Pellet wird in 10 ml RPMI 1640 resuspendiert und die Zellen erneut zentrifugiert. Zur Markierung der Zellen werden 50 µg BCECF-AM (Molecular Probes) in 5 µl wasserfreiem DMSO aufgelöst; anschließend werden 1,5 ml RPMI 1640 auf die BCECF-AM/DMSO-Lösung gegeben. Mit dieser Lösung werden die Zellen resuspendiert und 30 Min. bei 37°C inkubiert. Nach zweiminütiger Zentrifugation bei 350 g wird das markierte Zellpellet in 11 ml Bindungspuffer resuspendiert und die resuspendierten Zellen in 100 µl Aliquots in die Mikrotiterplatten-Näpfchen verteilt. Die Platte wird 10 Min. bei Raumtemperatur stehen gelassen, um die Zellen auf den Boden der 30 Testplatte sedimentieren zu lassen. Dabei haben die Zellen Gelegenheit an das beschichtete Plastik zu adhärieren. 5. 50 ml of an HL60 cell culture with 200,000 cells / ml are added for 4 minutes Centrifuged 350 g. The pellet is resuspended in 10 ml RPMI 1640 and centrifuged the cells again. To mark the cells 50 µg BCECF-AM (Molecular Probes) in 5 µl anhydrous DMSO dissolved; then 1.5 ml RPMI 1640 are placed on the BCECF-AM / DMSO solution given. With this solution, the cells resuspended and incubated at 37 ° C for 30 min. After two minutes The labeled cell pellet is centrifuged at 350 g in 11 ml Binding buffer resuspended and the resuspended cells in 100 µl Distribute aliquots into the microtiter plate wells. The plate is 10 min. allowed to stand at room temperature to the bottom of the cells 30 sediment test plate. The cells have the opportunity to adhere the coated plastic.
6. Zum Abstoppen des Tests wird die Mikrotiterplatte im 45°-Winkel gänzlich in den Stoppuffer getaucht (25 mM Tris, pH 7,5; 125 mM NaCl; 0,1% BSA; 2 mM MgCl2; 1 mM CaCl2; 3 mM MnCl2; 0,02% Natriumazid). Durch Invertierung wird der Stoppuffer aus den Näpfchen entfernt und die Prozedur noch zweimal wiederholt.6. To stop the test, the microtiter plate is at a 45 ° angle completely immersed in the stop buffer (25 mM Tris, pH 7.5; 125 mM NaCl; 0.1% BSA; 2mM MgCl2; 1mM CaCl2; 3 mM MnCl2; 0.02% Sodium azide). The stop buffer is removed from the well by inversion removed and the procedure repeated two more times.
7. Die Messung der in den Näpfchen festhaftenden, BCECF-AM markierten Zellen erfolgt in einem Cytofluorimeter (Millipore), bei einer Empfindlichkeitseinstellung von 4, einer Anregungswellenlänge von 485/22 nm und einer Emissionswellenlänge von 530/25 nm.7. The measurement of the BCECF-AM marked in the wells Cells are made in a cytofluorimeter (Millipore), at one Sensitivity setting of 4, an excitation wavelength of 485/22 nm and an emission wavelength of 530/25 nm.
Ergebnisse:
IC 50-Werte für P-Selektin und für E-Selektin:Results:
IC 50 values for P-selectin and for E-selectin:
Leukozyten-Adhäsion - Prüfung der Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Verbindungen in vivo (Intravitalmikroskopie an der Ratte).Leukocyte adhesion - testing the effectiveness of the invention Compounds in vivo (intravital microscopy in the rat).
Bei entzündlichen Prozessen und anderen, die Zytokine aktivierenden Zuständen spielt die Gewebszerstörung durch einwandernde oder die Mikrozirkulation blockierende Leukozyten eine entscheidende Rolle. Die erste und für den weiteren Krankheitsprozeß entscheidende Phase ist die Aktivierung von Leukozyten innerhalb der Blutbahn, insbesondere im prä- und postkapillären Bereich. Dabei kommt es, nachdem die Leukozyten den Axialstrom des Blutes verlassen haben, zu einem ersten Anheften der Leukozyten an der Gefäßinnenwand, d. h. im Gefäßendothel. Alle darauf folgenden Leukozyteneffekte, d. h. die aktive Durchwanderung durch die Gefäßwand und die anschließende orientierte Wanderung im Gewebe, sind Folgereaktionen (Harlan, J. M., Leukocyte-endothelial interaction, Blood 65, 513-525, 1985).In inflammatory processes and other conditions that activate the cytokines plays tissue destruction by immigrant or microcirculation blocking leukocytes play a crucial role. The first and for the Another critical process is the activation of Leukocytes within the bloodstream, especially in the pre- and postcapillary Area. It happens after the leukocytes stop the axial flow of blood have left to first attach the leukocytes to the Inner wall of the vessel, d. H. in the vascular endothelium. All subsequent Leukocyte effects, i. H. active migration through the vessel wall and the subsequent oriented migration in the tissue are subsequent reactions (Harlan, J.M., Leukocyte-endothelial interaction, Blood 65, 513-525, 1985).
Diese rezeptorvermittelte Interaktion von Leukozyten und Endothelzellen wird als ein initiales Zeichen des Entzündungsprozesses angesehen. Neben den schon physiologisch exprimierten Adhäsionsmolekülen kommt es unter der Einwirkung vom Entzündungsmediatoren (Leukotriene, PAF) und Zytokinen (TNF-alpha, Interleukinen) zur zeitlich gestuften, massiven Expression von Adhäsionsmolekülen auf den Zellen. Sie werden derzeit in drei Gruppen eingeteilt: 1. Immunglobulin-Gensuperfamilie, 2. Integrine und 3. Selektine. Während die Adhäsion zwischen Molekülen der Ig-Gensuperfamilie und den Protein-Protein-Bindungen abläuft, stehen bei der Kooperation zwischen Selektinen Lektin-Kohlehydrat-Bindungen im Vordergrund (Springer, T. A., Adhesion receptors of the immune system. Nature 346, 425-434, 1990; Huges, G., Cell adhesion molecules - the key to an universal panacea, Scrips Magazine 6, 30-33, 1993; Springer, T. A., Traffic signals for lymphocyte recirculation and leukocyte emigration; The multistep paradigm. Cell 76, 301-314, 1994).This receptor-mediated interaction of leukocytes and endothelial cells is viewed as an initial sign of the inflammatory process. In addition to the already physiologically expressed adhesion molecules occur under the Inflammation mediators (leukotrienes, PAF) and cytokines (TNF-alpha, interleukins) for the temporally graded, massive expression of Adhesion molecules on the cells. They are currently in three groups classified: 1. immunoglobulin gene superfamily, 2. integrins and 3. selectins. During the adhesion between molecules of the Ig gene superfamily and the Protein-protein bonds expiring are in the cooperation between Selective lectin-carbohydrate bonds in the foreground (Springer, T. A., Adhesion receptors of the immune system. Nature 346, 425-434, 1990; Huges, G., Cell adhesion molecules - the key to an universal panacea, Scrips Magazine 6, 30-33, 1993; Springer, T.A., Traffic signals for lymphocyte recirculation and leukocyte emigration; The multistep paradigm. Cell 76, 301-314, 1994).
Methode:
Die induzierte Adhäsion von Leukozyten wird mit einer
intravitalmikroskopischen Untersuchungstechnik im Mesenterium der Ratte
quantifiziert (Atherton A. and Born G. V. R., Quantitative investigations of the
adhesiveness of circulation polymorphnuclear leukocytes to blood vessel walls.
J. Physiol. 222, 447-474, 1972; Seiffge, D. Methoden zur Untersuchung der
Rezeptor-vermittelten Interaktion zwischen Leukozyten und Endothelzellen im
Entzündungsgeschehen, in: Ersatz- und Ergänzungsmethoden zu Tierversuchen
in der biomedizinischen Forschung, Schöffl, H. et al., (Hrsg.) Springer, 1995 (im
Druck)). Unter Inhalations-Äthernarkose wird eine Dauernarkose durch
intramuskuläre Injektion von Urethan (1,25 mg/kg KG) eingeleitet. Nach
Freipräparation von Gefäßen (V. femoralis zur Injektion von Substanzen und A.
carotis zur Blutdruckmessung) werden Katheter in diese eingebunden. Danach
wird das entsprechende transparente Gewebe (Mesenterium) nach den in der
Literatur bekannten Standardmethoden freigelegt und auf dem Mikroskoptisch
ausgelagert und mit 37°C warmen Paraffinöl überschichtet (Menger, M. D. and
Lehr, H., A. Scope and perspetives of intravital microscopy-bridge over from in
vitro to in vivo, Immunology Today 14, 519-522,1993). Die Applikation der
Testsubstanz erfolgt i.v. am Tier (10 mkg/kg). Die experimentelle Erhöhung der
Blutzell-Adhäsion wird durch systemische Verabreichung von Lipopolysaccharid
(LPS, 15 mg/kg) 15 Minuten nach Applikation aus Testsubstanz durch
Zytokin-Aktivierung ausgelöst (Foster S. J., Mc Cormick L. M., Ntolosi B. A. and Campbell
D., Production of TNF-alpha by LPS-stimulated murine, rat and human blood
and its pharmacological modulation, Agents and Actions 38, C77-C79, 1993,
18.01.1995). Die dadurch verursachte erhöhte Adhäsion von Leukozyten am
Endothel wird direkt vitalmikroskopisch oder mit Hilfe von
Fluoreszenzfarbstoffen quantifiziert. Alle Meßvorgänge werden per Videokamera
aufgenommen und auf einem Videorekorder gespeichert. Über einen Zeitraum
von 60 Minuten wird alle 10 Minuten die Anzahl der rollenden Leukozyten (d. h.
alle sichtbar rollenden Leukozyten, die langsamer als die strömenden
Erythrozyten sind) und die Anzahl an haftenden Leukozyten am Endothel
(Verweildauer länger als 5 Sekunden) erfaßt. Nach Beendigungen des
Versuches werden die narkotisierten Tiere schmerzfrei durch systemische
Injektion von T61 exzitationsfrei eingeschläfert. Zur Auswertung werden die
Ergebnisse jeweils von 8 behandelten mit 8 unbehandelten Tieren
(Kontrollgruppe) verglichen (Angabe der Ergebnisse in Prozenten).Method:
The induced adhesion of leukocytes is quantified using an intravital microscopic examination technique in the rat mesentery (Atherton A. and Born GVR, Quantitative investigations of the adhesiveness of circulation polymorphnuclear leukocytes to blood vessel walls. J. Physiol. 222, 447-474, 1972; Seiffge , D. Methods for the investigation of the receptor-mediated interaction between leukocytes and endothelial cells in the inflammatory process, in: Replacement and supplementary methods for animal experiments in biomedical research, Schöffl, H. et al., (Ed.) Springer, 1995 (in press) ). Under inhalation ether anesthesia, permanent anesthesia is initiated by intramuscular injection of urethane (1.25 mg / kg body weight). After free preparation of vessels (femoral vein for the injection of substances and carotid artery for measuring blood pressure), catheters are integrated into them. Then the corresponding transparent tissue (mesentery) is exposed according to the standard methods known in the literature and stored on the microscope table and covered with paraffin oil at 37 ° C (Menger, MD and Lehr, H., A. Scope and perspetives of intravital microscopy-bridge over from in vitro to in vivo, Immunology Today 14, 519-522, 1993). The test substance is administered iv to the animal (10 mkg / kg). The experimental increase in blood cell adhesion is triggered by systemic administration of lipopolysaccharide (LPS, 15 mg / kg) 15 minutes after application from test substance by cytokine activation (Foster SJ, Mc Cormick LM, Ntolosi BA and Campbell D., Production of TNF -alpha by LPS-stimulated murine, rat and human blood and its pharmacological modulation, Agents and Actions 38, C77-C79, 1993, 18.01.1995). The resulting increased adhesion of leukocytes to the endothelium is quantified directly under the vital microscope or with the help of fluorescent dyes. All measurements are recorded by a video camera and saved on a video recorder. Over a period of 60 minutes, the number of rolling leukocytes (ie all visible rolling leukocytes that are slower than the flowing erythrocytes) and the number of adhering leukocytes on the endothelium (residence time longer than 5 seconds) are recorded every 10 minutes. After the end of the experiment, the anesthetized animals are euthanized without pain by systemic injection of T61 without excitation. For evaluation, the results of 8 treated and 8 untreated animals (control group) are compared (the results are given in percent).
Intravitalmikroskopie an der Ratte:
a) Polyacrylsäure (2′100 Na-Salz): Dosis: 3 mg/kg; Applikation: i.v.; Spezies:
SPRD (m); Gewicht in g:
284 ±9,6; Anzahl der Gefäße: 15; Gefäßdurchmesser in µM 28
±2,2; Leukocyten in 10³/mm³: 8,2 ±2,; Fibrinogen in mg/100 ml:
96 ±10,1; Inhibition: -3%
b) Polyacrylsäure (62′900 Na-Salz): Dosis: 3 mg/kg; Applikation: i.v.; Spezies:
SPRD (m); Gewicht in g:
276 ± -13,6; Anzahl der Gefäße: 18; Gefäßdurchmesser in µM
27 ±5,2; Leukocyten in 10³/mm³: 12,5 ±3,5; Fibrinogen in mg/100 ml:
101 ±12,3; Inhibition: 64%.Intravital microscopy in the rat:
a) polyacrylic acid (2'100 Na salt): dose: 3 mg / kg; Application: iv; Species: SPRD (m); Weight in g:
284 ± 9.6; Number of vessels: 15; Tube diameter in µM 28 ± 2.2; Leukocytes in 10³ / mm³: 8.2 ± 2 ,; Fibrinogen in mg / 100 ml: 96 ± 10.1; Inhibition: -3%
b) polyacrylic acid (62,900 Na salt): dose: 3 mg / kg; Application: iv; Species: SPRD (m); Weight in g:
276 ± -13.6; Number of vessels: 18; Vessel diameter in µM 27 ± 5.2; Leukocytes in 10³ / mm³: 12.5 ± 3.5; Fibrinogen in mg / 100 ml: 101 ± 12.3; Inhibition: 64%.
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